DE2432325B2

DE2432325B2 - Werkzeugvoreinstellgeraet fuer drehautomaten

Info

Publication number: DE2432325B2
Application number: DE19742432325
Authority: DE
Inventors: Hans; Schlüter Hans; lOOOBerVin Walachowicz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-07-05
Filing date: 1974-07-05
Publication date: 1976-12-16
Also published as: FR2276899A1; IL47551A0; SE390613B; SE7507363L; ZA754136B; IT1039427B; BE831026A; JPS5129783A; NL7507626A; DE2432325A1; AU8268375A; CH594467A5; FR2276899B3

Description

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Die Erfindung betrifft ein Werkzeugvoreinstellgerät für Drehautomaten oder andere spanabhebence Werkzeugmaschinen mit einer das Bild der Werkzeugschneide über eine Aufnahmeeinrichtung auf einem Bildschirm gemeinsam mit einem Koordinatenkreuz abbildenden Einrichtung.

Um beim numerisch gesteuerten Drehautomaten einen wirtschaftlichen Einsatz unter Vermeidung von Totzeiten zu erreichen, werden die Werkzeuge nicht direkt an dem Automaten, sondern in besonderen Voreinstellgeräten eingestellt und nach der Voreinstellung mitsamt der dazugehörigen Werkzeugs ufnähme auf den Drehautomaten übertragen. Da während des Arbeitsprozesses eine Einstelländerung auf Höhe an dem Automaten selber nicht möglich ist, muß dies·: Voreinstellung besonders exakt durchgeführt werden. Eine Fehleinstellung führt zu einem frühzeitigen Verschleiß oder sogar zum Bruch des Werkzeugs.

Bei den meisten bekannten Voreinstellgeräten wird das einzustellende Werkzeug in auswechselbaren Aufspannvorrichtunge.i eingespannt, die als Werkzeugaufnahme dienen, und dann anhand von aus einem vorgegebenen Datenblatt entnommenen Werten nach Länge (Z). Breite (X) und Höhe (Y) eingestellt. Über eine besondere optische Vorrichtung wird die Werk zeugspitze auf einen mit einer Meßskala versehenen Bildschirm abgebildet. Damit ist eine exakte Einstellung nach Länge und Breite möglich.

Eine besondere Problematik bildet das Einstellen der Höhe (Y) entsprechend der Werksioffmitte. Dazu ist e? &s bekannt, an dem Vorcinstellgerät einen Strichmarken projektor anzubringen, der ein Fadenkreuz mit Hilfslinien auf das Werkzeug projiziert. Durch Verschieben und Drehen kann dann der Einstellpunkt festgestellt werden. Für Wiederholeinstellungen wird das Werkzeug anhand einer Meßuhr ausgemessen.

Bei einem anderen bekannten Voreinstellgerät befindet sich seitlich an der Werkzeugaufnahme eine Höhenmarkierung, die mit Hilfe der optischen Vorrichtung scharf auf den Bildschirm eingestellt wird. Durch diese Scharfeinstellung wird die der Höhe entsprechende Schärfeebene festgestellt und anschließend diese Schärfeebene mit der des Werkzeugs verglichen.

Es ist weiterhin ein Werkzeugvoreinstellgerät bekannt (Technische Zeitschrift für praktische Metallbearbeitung, 63. Jahrgang, 1969, Heft 6, Seiten 278 bis 288 wird insbesondere auf den Seiten 286 und 287), bei dem ein Profilprojektor angeordnet ist, der das Profilbild der einzustellenden Werkzeugschneide auf einem Bildschirm mit Fadenkreuz abbildet.

Ebenfalls ist es bekannt (DT-AS 11 59 304) von dem genannten Prinzip bei einer Teileinrichtung an einer im Durchlicht arbeitenden optischen Projektionsformenschleifmaschine Gebrauch zu machen, bei der ein vergrößertes Abbild von Werkstück, Werkzeug oder von dessen Phantom auf einem die Sollform enthaltenden Bildschirm sichtbar ist. Dabei werden dem Strahlengang für die Abbildung eines Profils auf einem Bildschirm über eine Mischvorrichtung Bezugskoordinaten durch einen zweiten Strahlengang überlagert.

Es ist weiterhin bekannt, (DT-AS 23 04 756) zwei getrennt aufgenommene Bilder zweier Gegenstände über eine elektronische Bildübertragungsvorrichtung zu mischen.

Alle die genannten Voreinstellgeräte haben aber den Nachteil, daß insbesondere das Voreinstellen von Drehmeißeln starke Schwierigkeiten bereitet, da die Werkzeugschneide mit Hilfe von Profilprojektoren zwar ausreichend genau auf einem Bildschirm dargestellt und in X- und in Z-Richtung genügend genau justiert werden kann, andererseits das Einstellen des Werkzeugs auf Werkzeugmitte (Ύ-Achse) sehr ungenau erfolgt, weil entweder mit der Meßschneide der Meßuhr die Werkzeugschneide nicht erreicht werden kann, die Werkzeugschneide von dem Profilprojektor nicht erfaßt wird oder durch Verlagerung der Schärfenebene die Schneide nur schwierig zu erfassen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Drehautomaten oder andere spanabhebende Werkzeugmaschinen ein Werkzeugvoreinstellgerät bereitzustellen, mit dem ein schnelles und problemloses Voreinstellen der Werkzeuge und dabei insbesondere die Höheneinstellung möglich ist und bei dem zur Vermeidung von Werkzeugbruch das Werkzeug besonders exakt eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem genannten Stande der Technik (TZ f. prakt. Metallbearb.) erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Ausbildung der abbildenden Einrichtung und der darin bei optischen Profilprojektoren zur gemeinsamen Abbildung von Profil- und Bezugskoordinaten für die Überlagerung getrennter Aufnahmen des Bildes und eines Koordinatengebers bekannten Mischvorrichtungen von bekannten elektronischen Bildübertragur.gsieilen Gebrauch gemacht wird.

Eine derartige Vorrichtung hat den großen Vorteil, daß mit ihr ein schnelles und problemloses Voreinstellen der Werkzeuge und eine sichere und eindeutige Meßaussage möglich ist. da eine Voreinstellung des Werkzeuges unter gleichzeitiger Beobachtung des bezüglich gleichzeitig daran ins Auge zu fassender

Abmessungen gesamten Werkzeuges vorgenommen werden kann. Die Möglichkeit der Höhenverstellung von Drehwerkzeugen wird vereinfacht und darüberhinaus genauer. Aufgrund dessen werden W^rkzeugkosten, die durch Werkzeugbruch und frühzeitigen Verschleiß entstehen, wesentlich gemindert

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung findet in bei Profilprojektoren bekannter Weise als Bezugskoordinatengeber ein mechanisch justierbarer Bezugskoordinatengeber Verwendung. 1st keine besonders exakte Genauigkeit der Höheneinstellung erforderlich, so kann durch eine derartige Ausführungsform in kostengünstiger Weise eine zweite Bildübertragungsvorrichtung und die dazugehörige Mischvorrichtung eingespart werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Mischvorrichtung ein Bezugskoordinatengeber zugeordnei, der die Bezugskoordinaten in X- und V-Richtung nach einer bei Oszillographenskalen bekannten Weise erzeugt, wobei das Koordinatenkreuz als Bezugskoordinatengeber nach Höhe und Seite vorstellbar ist.

Das Erzeugen der Skala auf elektronischem Wege auf dem Bildschirm macht die gesamte Vorrichtung von äußeren Störungen nahezu unabhängig und insbesondere können mögliche Parallaxenfehler durch Anbringen der justiereinrichtung nicht auftreten. Die Vorrichtung ist insgesamt außerordentlich störungsunanfällig gegenüber äußeren mechanischen Einwirkungen.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele für das als erfinderisch Beanspruchte dargestellt und weiden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung mit zwei Videokameras und

F i g. 2 ein Blockschaltbild mit nur einer Kamera und elektronisch eingeblendetem Koordinatenkreuz.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist unterhalb der Brücke eines Voreinstellgerätes 1 eine erste Videokamera 2 angebracht, die an ein Mischpult 3 ein Bild eines in eine Werkzeugaufnahme 4 eingespannten Werkzeuges liefert. Das Werkzeug 5 läßt sich entsprechend dem eingezeichneten Koordinatensystem /- (Längsachse des Werkstoffes), y (Werkstoffmitte), χ (Werkstoffdurchmesser) voreinstellen. Dabei wird der eigentliche Einstellvorgang von einer optischen Einrichtung 6 überprüft, die in diesem Fall aus einem Projektor besieht, der auf einem Bildschirm das Bild der Werkzeugspitze abbildet.

Abseits von dem eigentlichen Voreinstellgerät 1 ist eine Justiereinrichtung 7 angebracht, die aus einem in Λ- und Y'-Richtung beweglich angebrachten Fadenkreuz besteht. Mit Hilfe einer zweiten Videokamera 8 wird das Bild der Justiereinrichtung dem Mischpult 3 zugeführt. Innerhalb des Mischpultes können die von der ersten und zweiten Videokamera kommenden Bilder stufenlos überblendet und das Mischbild dann auf einem Monitor 9 abgebildet werden.

Vor dem eigentlichen Einstellen des Werkzeuges wird die gesamte Vorrichtung in der nachfolgend geschilderten Weise geeicht: dazu wird zunächst mit der ersten Videokamera 2 die Zentrierbohrung einer hier nicht dargestellten Einstellwelle, eines Einstellstückes, das nur zum Zwecke der Eichung der Gesamtanlage in die Werkzeugaufnahme eingespannt wird, auf dem Monitor 9 abgebildet. Dieser Abbildung wird nun mit Hilfe des Mischpultes 3 das BM der Jusiiereinrichtung 7 überblendet. Durch Verschieben in X- und V-Richtung wird das Fadenkreuz zur Zentrierbohrung ausgerichtet. Damit ist die gesamte Anlage auf Wellenmitte ausgerichtet.

Nach Entfernen der zum Eichen verwendeten Einstellwelle kann nun jedes beliebige Werkzeug in die Werkzeugaufnahme eingespannt und entsprechend dem Bild der Justiereinrichtung eingestellt werden. Der Grad der Einstellgenauigkeit ist dabei abhängig von der Brennweite der an der ersten Videokamera verwendeten Optik.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild ein anderes Ausführungsbeispiel mit nur einer Kamera und elektronisch eingeblendetem Koordinatenkreuz. Eine Videokamera 2 mit nachgeschaltetem Verstärker 10 liefert an ein Mischpult 3 in der vorher beschriebenen Weise das Bild des in die Werkzeugaufnahme eingespannten Werkzeugs. Mit Hilfe einer elektronischen Anordnung in Form eines Gebers 11 kann diesem Bild des Werkzeugs nun ein Koordinatenkreuz überblendet werden — ein Koordinatenkreuz, das durch einfaches Einstellen am Geber 11 in X- und K-Richtung verschoben werden kann. Wie in der vorher beschriebenen Weise werden beide Bilder auch im Monitor 9 abgebildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Werkzeugvoreinstellgerät für Drehautomaten oder andere spanabhebende Werkzeugmaschinen mit einer das Bild der Werkzeugschneide über eine Aufnahmeeinrichtung auf einem Bildschirm gemeinsam mit einem Koordinatenkreuz abbildenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß

in der Ausbildung der abbildenden Einrichtung und der darin bei optischen Profilprojektoren zur gemeinsamen Abbildung von Profil- und Bezugskoordinaten für die Überlagerung getrennter Aufnahmen des Bildes und eines Koordinatengebers bekannten Mischvorrichtung von bekannten elektronischen Bildübertragungsteilen (2, 3 9, 10, 11) Gebrauch gemacht wird.

2. Werkzeugvoreinstellgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in bei Profilprojektoren bekannter Weise als Bezugskoordinatengeber ein mechanisch justierbarer Bezugskoordinatengeber (11) Verwendung findet.

3. Werkzeugvoreinstellgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischvorrichtung ein Bezugskoordinatengeber zugeordnet ist, der die Bezugskoordinaten in X- und in V-Richtung nach einer bei Oszillographenskalen bekannten Weise erzeugt.

4. Werkzeugvoreinstellgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koordinatenkreuz als Bezugskoordinatengeber (11) nach Höhe und Seite verstellbar ist.